Нутромеры: особенности выбора и эксплуатации

При замерах внутренних линейных размеров диаметров отверстий, пазов и других элементов используется нутромер. Это прецизионный прибор, выполняющий прямые контактные измерения и активно применяющийся в металлообработке, машиностроении и при проведении ремонтных работ.

Нутромеры применяются там, где важно строгое соответствие деталей и элементов заданным параметрам. Устройство обеспечивает точность измерений до до 0,01 мм, с допустимой погрешностью ±0,006 мм.

Особенности и виды нутромеров

Как измерительный инструмент нутромер появился в 16 веке — в это время он представлял собой циркуль, ножки которого искривлены под 180°. Но активное их развитие и совершенствование началось в 18 веке параллельно с изобретением парового двигателя: нутромеры этого периода позволяли определить размер поршней с точностью до 0,1 мм.

Современные устройства сохранили общий принцип действия: для измерений используются два сферических наконечника, развернутые под углом 180° относительно друг друга. Расстояние между ними, определенное дифференциальным методом, и является искомой величиной. Чтобы обеспечить корректность измерения, конструкция прибора предусматривает устройство для центрирования линии измерений, а также системы передачи движения от наконечников на измерительный прибор.

Для нутромеров не существует строгой классификации: обычно приборы различают по типу отсчетного устройства. По этому признаку можно выделить три вида:

• микрометрические;
• индикаторные;
• электронные.

У каждого из них — свои возможности, свои допуски по точности, и, как следствие, своя сфера применения.

Микрометрические нутромеры: их конструкция и особенности

Измерения с помощью микрометрического нутромера выполняются абсолютным способом, с погрешностью до 0,01 мм. Этого достаточно для большинства видов металлообработки: многих отраслей машиностроения, токарного дела, а также слесарных и авторемонтных работ. Параметры прибора регламентируются ГОСТ 10-88.

Принцип действия устройства основан на механическом преобразовании вращательного движения барабана в поступательное — микровинта. Выдвигая стебель на нужное расстояние (до надежного контакта с поверхностью измеряемого объекта), оператор производит измерение в диапазоне, зависящем от модели устройства.

Конструкция микрометрического нутромера включает несколько ключевых элементов:

• микрометрическая головка (в свою очередь состоящая из стебля, находящегося внутри него микровинта, барабана, установочного колпачка и стопора);
• измерительный наконечник;
• удлинители с нанесенной маркировкой, указывающей на их размер.

Согласно ГОСТ 10-88, цена деления шкалы барабана составляет 0,01 мм, а шкалы стебля – 1 мм. Удлинители, которые в большинстве случаев входят в заводской комплект поставки, позволяют производить замеры в нескольких диапазонах:

• от 50 до 75 мм;
• от 75 до 175 мм;
• от 75 до 600 мм;
• от 150 до 1250 мм;
• от 600 до 2500 мм;
• от 1250 до 4000 мм;
• от 2500 до 6000 мм.

Последние три типоразмера нутромеров оснащаются двумя головками — микрометрической, а также дополнительной индикаторной (часового типа).

Измерения проводятся в несколько этапов:

• Для начала убедитесь, что прибор откалиброван верно, а его указатель выставлен на “0”. Для этого рекомендуется произвести настройку.
• Измерьте приблизительный диаметр отверстия, чтобы подобрать оптимальную длину нутромера и, при необходимости, добавить удлинители.
• Установите прибор на измеряемый объект, прижмите наконечник к поверхности.
• Вращайте барабан до тех пор, пока наконечники нутромера не упрутся в стороны отверстия.
• Немного покачайте устройство из стороны в сторону, чтобы убедиться, что оно установлено правильно — люфта быть не должно.
• Если точки для установки были определены верно, зафиксируйте нутромер при помощи бокового винта, а затем снимите показания с устройства.

Индикаторные нутромеры и их ключевые характеристики

Индикаторные нутромеры по своей конструкции похожи на микрометрические модели, но для считывания результатов используется индикатор часового типа. Измерения с их помощью выполняются относительным способом — через отклонение размера элемента от установочной меры.

Технические требования к производству индикаторных нутромеров с ценой деления 0,001 и 0,002 мм прописаны в ГОСТ 9244-75, а для моделей с шагом 0,01 мм — в ГОСТ 868-82.

Прибор состоит из нескольких ключевых элементов:

• часовой индикатор;
• винт;
• направляющая втулка;
• движок;
• центрирующий мостик;
• тройник головки прибора (со сменным измерительным стержнем, закрепленным при помощи гайки);
• стержни разной длины, один из которых остается неподвижным, а второй можно менять).

Стержни и наконечники должны быть изготовлены из закаленной стали, устойчивой к большинству факторов, способных повлиять на точность замеров.

Порядок измерения схож с микрометрическими моделями, но имеет несколько важных особенностей:

• стержень нутромера всегда должен быть расположен под углом 90° относительно измеряемой поверхности;
• чтобы подобрать оптимальный размер сменного стержня, обратите внимание на отклонение стрелки на индикаторе: если она движется вправо, то диаметр измеряемого объекта меньше образца, а если влево – больше;
• для снятия показаний используются две шкалы: с миллиметрами и сотыми миллиметра.

Электронные нутромеры: возможности и правила эксплуатации

Для самых высокоточных отраслей промышленности или науки можно использовать электронные нутромеры. Они позволяют измерять внутренние размеры деталей и заготовок с минимальными погрешностями: в пределах ± 1,8 мкм для некоторых моделей.

Технические требования к конструкции, хранению и порядку эксплуатации электронных нутромеров перечислены в двух документах:

• ГОСТ 868-82 для приборов со шкалой с шагом 0,01 мм;
• ГОСТ 9244-75 для устройств с шагом в 0,001 мм.

Конструкция включает несколько основных элементов:

• электронное отсчетное устройство;
• корпус с ручкой для проведения замеров;
• мостик с наконечниками сферической формы, крепящимися к головке прибора.

В комплект поставки также входят сменные наконечники, которые необходимы для работы с разными по размерам деталями и заготовками.

Снятие замеров при помощи электронного нутромера — достаточно простая операция. За счет того, что электронное устройство считывает показатели, полученные за свет передвижения наконечников, от оператора требуется только правильно разместить прибор и зафиксировать его на поверхности.

В качестве нулевой отметки измерения отсчетное устройство использует минимальный предел расстояния между наконечниками. Далее оно фиксирует расстояние, на которое они раздвинулись, и соединяет эти две величины. В результате рассчитывается точное расстояние между двумя поверхностями — независимо от их формы.

Особенности снятия показаний при помощи нутромеров

Нутромеры — высокоточные приборы, но для их корректной работы необходимо соблюдение требований хранения и эксплуатации.

• Настройка и измерение должны проводиться при температуре окружающей среды 20 ±5°С. Это исключит вероятность искажения результатов из-за термической деформации прибора.
• Имеет значение и относительная влажность воздуха — она не должна превышать 80%.
• У высокоточных моделей допуски по температуре и влажности могут быть меньше: эта информация указывается производителем на упаковке, в инструкции или в паспорте прибора.
• Для хранения прибора рекомендуется использовать закрытый кейс с защитой от пыли и влаги.

Настройка нутромера — первый обязательный этап работы с ним. Для этого вам понадобится установочная мера: это может быть калибровочное кольцо или скоба, входящие в комплект поставки. В некоторых случаях допустимо использовать деталь или заготовку, параметры которой подходят для калибровки.

• Возьмите установочную меру и соедините головку с наконечником.
• Выберите подходящий по размеру удлинитель, сменный стержень или наконечник, установите, как указано в инструкции.
• Придерживая прибор, раздвигайте сферические наконечники, пока они не упрутся в поверхность установочной меры.
• Откалибруйте прибор, используя значение длины установочной меры — так, чтобы нулевая отметка на отсчетном устройстве совпадала с аналогичным показателем положения прибора.

Принцип действия нутромера схож для всех моделей, но некоторые детали — в частности, способ раздвижения наконечников и считывания показателей — зависят от типа прибора и производителя.

При выборе нутромера следует ориентироваться не только на характеристики самого прибора, но и на задачи, стоящие перед ним — в частности, необходимый в вашей работе класс точности и допустимый уровень погрешностей при измерениях.